基于转录组数据的密花香薷SSR位点特征分析

利用MISA软件对密花香薷转录组42 362条Unigene进行SSR位点搜索,并对其SSR序列结构及分布特征进行了分析。结果表明:(1)密花香薷转录组Unigene序列中共检测到17 564个SSR重复序列,分布于11 903条Unigene上,出现频率为28.10%,平均每3 200 bp出现一个SSR位点。(2)单、二、三核苷酸重复类型为密花香薷转录组SSR位点的主导基序类型,占总SSR位点的97.27%,3种主导基序类型中,单核苷酸所形成基元类型数量最多,共检测到169个基元类型(51.22%),单核苷酸(A/T)n基元类型占明显优势,二核苷酸重复类型(AG/CT)n基元类型占优,分别占总SSR位点的50.60%和12.17%。(3)单核苷酸SSR位点所包含重复次数最多(49),重复次数介于10～66,同一基序类型不同重复次数所形成的SSR位点数量差异较大,随重复次数的增加,SSR位点数呈下降趋势。(4)密花香薷转录组二至六核苷酸基序SSR序列长度集中在12～30 bp区间,共包含有8 190个SSR位点,占所统计SSR位点的95.60%,1 589 (≥20 bp)个SSR序列具有极高的多态性,占所统计SSR位点的18.54%。综合出现频率、分布密度、基元重复次数和长度变异等多个研究结果发现,密花香薷转录组检索到的SSR序列表现出较高的多态性潜能,具有较大的开发价值。该研究为后续密花香薷SSR分子标记引物开发奠定了理论基础。     

沙生植物沙鞭不同居群形态变异研究

以沙鞭(Psammochloa villosa Bor.)20个自然居群为研究对象,对其株高、花序长度、旗叶长度、旗叶宽度和小穗长度等12个表型性状进行形态变异研究。结果显示,12个性状群体间F值为1.832~8.958,达到显著或极显著水平,表明沙鞭不同居群表型性状存在广泛变异,且变异程度各不相同;主成分分析结果显示,前4个主成分代表了沙鞭形态多样性的82.277%,其中旗叶长度、旗叶宽度、颖片长度、小穗长度等是造成不同居群表型性状差异的主要因素;依据欧式距离对参试居群进行的UPGMA聚类分析结果表明,当遗传距离为20.5时,可以将20个沙鞭野生居群划分为两类,且各表型性状并没有依居群地理分布而聚类。     

国产赖草属的分类修订

通过标本研究和野外考察,对中国赖草属（Leymus Hochst.）进行了分类修订。结果在中国共确认了3组、33种、7变种赖草属植物,其中多穗组包含4种,少穗组包含24种、7变种,单穗组包含5种,新报道的3个种和新修订的4个类群（即3个新组合和1个新名称）皆隶于少穗组。同时对赖草属的研究简史、属的形态特征和一些类群的地理分布也分别作了简要介绍。     

小麦族植物的分类现状及主要存在的问题

小麦族(Triticeae)是禾本科、早熟禾亚科中一个有重要经济价值、以多年生植物占优势的族,族内绝大多数种类是重要的粮食作物和畜牧业上的优良牧草,饲用价值极高,有些种类具有耐寒、耐旱、耐碱等特性,是农牧业上良种繁育、牧草利用的重要基因资源。但该族同时又是分类学上的一个疑难族,各学者对族内系统分类意见不一、争议颇大,尤其在族的界限、族下类群划分以及类群演化关系上问题较多,至今尚未解决。查阅了国内外分类学文献,探讨其分类差异以及存在问题,为充分开发利用中国丰富的小麦族植物资源提供理论依据。     

大麦亚族3属植物的叶片解剖特征及其系统关系

采用石蜡切片法对大麦亚族中新麦草属、芒麦草属和三柄麦属主要代表种的叶片横切面形态学特征进行观察。结果显示:(1)大麦亚族3属植物的叶片均为等面叶,由表皮、叶肉和维管束三部分构成,表现为典型的狐茅型,即下表皮细胞形状、大小和排列均匀,上表皮细胞形状、大小和排列不均,叶肉无栅栏组织和海绵组织之分,具有双层维管束鞘,周围叶肉细胞呈不规则排列,厚壁组织与表皮相接;但3属植物在上表皮的凹凸程度,下表皮细胞壁的厚薄,叶肉组织中部束间厚,大小型维管束的数目、中肋维管束横径等叶片横切面特征上存在明显差异。(2)根据3属植物叶片横切面性状的演化趋势,对各属的演化关系和系统位置分析表明,新麦草属最原始,芒麦草属较进化,三柄麦属最高级;新麦草属可能直接派生了较进化的芒麦草属,并在芒麦草属的基础上进而产生了最高级的三柄麦属;新麦草属、芒麦草属和三柄麦属的这一系统关系与利用外部形态特征所获得的演化趋势基本一致。     

沙生植物沙鞭叶表皮微形态特征及其生态适应性研究

利用光镜对沙生植物沙鞭50个代表种群的叶表皮微形态特征进行了观测、统计和分析,总结了代表种群叶表皮结构的异同,系统探讨了叶表皮微形态特征的分类学及生态适应性意义。结果表明,沙鞭叶表皮由长细胞、短细胞、气孔器细胞和刺毛组成,无微毛、大毛和乳突,表现为典型的狐茅型;脉间长细胞形态和壁波曲程度、短细胞形态和分布式样、气孔器体积大小与分布及副卫细胞形状、以及刺毛形态等在种群间具有明显差异,可将其鉴分为两大类。同时,沙鞭种群叶表皮气孔密度随环境干旱程度的增加而增加,第一类气孔密度大、第二类气孔密度小,这种结构有利于减少其体内水分的散失,进而更好地适应干旱环境,是对荒漠环境的一种微观形态解剖特征性适应。     

苦豆子不同居群染色体数目及核型分析

为了探讨苦豆子（Sophora alopecuroides）不同居群的染色体核型特征及进化关系,采用染色体常规压片技术分析了分布于内蒙古、甘肃、宁夏等6个自然地理居群的核型特征和进化趋势。结果显示：苦豆子6个居群的染色体数目恒定,均为2n=2x=36;染色体类型有中部着丝粒（m）和近中部着丝粒（sm）2种,除甘肃武威的居群3含有sm型染色体外,其余居群的染色体均为m型;染色体平均臂比为1.19~1.37,长度比介于1.72~2.19,核型不对称系数处于54.30%~57.17%;核型类型有1A、3A和2B三种;苦豆子居群3的核型不对称系数最大,进化程度较高,居群19（内蒙古鄂尔多斯）的核型不对称系数最小,进化程度较低。聚类分析显示,苦豆子6个参试居群聚集成A和B两大分支,分支A又可分为C和D两亚支,其中居群5（甘肃武威）和居群13（内蒙古阿拉善盟）聚为C亚支,亲缘关系较近,居群3单独聚为D亚支,与C亚支两居群的亲缘关系相对较远;分支B又可分为E和F两亚支,居群19和居群43（内蒙古鄂尔多斯）聚为E亚支,亲缘关系较近,居群17（宁夏银川）单独聚为F亚支,与E亚支两居群的亲缘关系相对较远。本研究从居群水平上探讨了苦豆子的染色体数目、核型特征和进化趋势,为今后苦豆子系统进化和种质资源遗传多样性研究提供了细胞学证据。     

青藏高原东北部黄缨菊的谱系地理学

黄缨菊（Xanthopappus subacaulis）是青藏高原地区一种特有的高山草甸药用植物。为探讨第四纪冰期气候波动对黄缨菊居群遗传结构和空间分布格局的影响,对黄缨菊20个居群、123个个体的叶绿体DNA片段（psbA-trnH、rbcL和psbI-psbK）进行测序和数据分析。结果表明：黄缨菊居群共检测到6个单倍型,其中H1为古老单倍型,除居群P7外其余居群均具有单倍型H1,H3、H5和H6为特有单倍型,单倍型H3为居群P7的私有单倍型,单倍型H5和H6只存在于居群P18,单倍型H2和H4主要存在于青海湖流域的居群;总的遗传多样性（H_e）和核苷酸多样性（π）分别为3.101和0.008 903;居群间遗传变异（68.98%）大于居群内遗传变异（31.02%）,居群间遗传分化较高（F_ST=0.689 85,P<0.01）;居群遗传分化系数N_ST（0.727）大于G_ST（0.656）（P>0.05）,表明黄缨菊在分布区域内不存在明显的谱系地理结构;错配分布和中性检验结果显示,黄缨菊居群可能经历过近期扩张。据此,推测第四纪冰期黄缨菊可能在青海湖流域和甘肃临潭地区存在微型避难所,认为第四纪气候变迁及青藏高原隆升塑造了黄缨菊的现代地理分布格局。     

沙鞭不同居群染色体数目及核型分析

该研究采用常规压片法对分布于内蒙古高原的6个沙鞭居群的染色体核型进行研究,探讨沙鞭不同居群的核型特征及其进化关系。结果表明：(1)沙鞭6个居群的染色体数目恒定,均为2n = 2x = 46。(2)染色体有正中部着丝粒(M)、中部着丝粒(m)、亚中部着丝粒(sm)和亚端部着丝粒(st)4种类型,且中部着丝粒类型数量最多。(3)沙鞭不同居群核型公式存在差异。(4)核型类型有1A、2A、1B和2B型4种,染色体平均臂比介于1.29 ~ 1.62,长度比为1.73 ~ 2.68。(5)核型不对称系数处于55.96% ~ 59.95%,核型对称性较高,进化程度较为原始,其中37居群的核型不对称系数最大,进化程度较高,34居群的核型不对称系数最小,进化程度较低。(6)沙鞭6个居群聚为两类,37居群单独聚为一类,其他所有居群聚为一类,表明37居群与其他居群具有相对较远的亲缘关系。该研究首次报道了沙鞭不同居群的染色体核型特征及其进化关系,为以后沙鞭的系统进化和优良种质资源筛选奠定了细胞学证据。     

不同生态环境条件沙生植物沙鞭的结实研究

为了阐明不同生态环境条件下沙生植物沙鞭的结实规律,该文对沙鞭137个种群结实情况进行了实地观察,发现沙鞭种子的结实情况可被划分为无种子、种子饱满和种子不饱满3种类型;在此基础上,该文采用聚类分析、Kruskal-Wallis检验和典范对应分析(CCA)等方法探究沙鞭种群结实情况与22个地理气候因子的相关性。结果表明:(1)沙鞭137个种群按照地理气候因子不同聚为3个组;(2) Kruskal-Wallis检验显示沙鞭3个组间种子结实情况差异不显著(P=0.269),即沙鞭种群间种子结实与其所处的地理气候因子无直接相关性;(3)典范对应分析(CCA)表明沙鞭种群间种子结实情况差异也不显著(P0.05),但地理气候因子与种子饱满度以及无种子特征具有显著相关性,其中海拔和降雨因子(bio12-bio19)与种子饱满度呈正相关,而经纬度和温度因子(bio4,bio7)与种子饱满度呈负相关,无种子特征仅与最湿季平均温度(bio8)呈正相关。地理气候因子对沙鞭天然种群有性繁殖(有种子)重要性高于无性繁殖(无种子),表明制约沙生植物沙鞭有性繁殖的环境因子复杂,其无性繁殖可能是种群数量稳定的适应性表现。